JPH1038092A - 回転部材と固定部材との間のシール構造 - Google Patents
回転部材と固定部材との間のシール構造Info
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- JPH1038092A JPH1038092A JP9092605A JP9260597A JPH1038092A JP H1038092 A JPH1038092 A JP H1038092A JP 9092605 A JP9092605 A JP 9092605A JP 9260597 A JP9260597 A JP 9260597A JP H1038092 A JPH1038092 A JP H1038092A
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- F23L—SUPPLYING AIR OR NON-COMBUSTIBLE LIQUIDS OR GASES TO COMBUSTION APPARATUS IN GENERAL ; VALVES OR DAMPERS SPECIALLY ADAPTED FOR CONTROLLING AIR SUPPLY OR DRAUGHT IN COMBUSTION APPARATUS; INDUCING DRAUGHT IN COMBUSTION APPARATUS; TOPS FOR CHIMNEYS OR VENTILATING SHAFTS; TERMINALS FOR FLUES
- F23L15/00—Heating of air supplied for combustion
- F23L15/02—Arrangements of regenerators
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16J—PISTONS; CYLINDERS; SEALINGS
- F16J15/00—Sealings
- F16J15/16—Sealings between relatively-moving surfaces
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16J—PISTONS; CYLINDERS; SEALINGS
- F16J15/00—Sealings
- F16J15/16—Sealings between relatively-moving surfaces
- F16J15/164—Sealings between relatively-moving surfaces the sealing action depending on movements; pressure difference, temperature or presence of leaking fluid
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
- F28D—HEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
- F28D17/00—Regenerative heat-exchange apparatus in which a stationary intermediate heat-transfer medium or body is contacted successively by each heat-exchange medium, e.g. using granular particles
- F28D17/02—Regenerative heat-exchange apparatus in which a stationary intermediate heat-transfer medium or body is contacted successively by each heat-exchange medium, e.g. using granular particles using rigid bodies, e.g. of porous material
- F28D17/023—Sealing means
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- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E20/00—Combustion technologies with mitigation potential
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 構造が単純な回転部材と固定部材との間のシ
ール構造の提供。 【解決手段】 固定部材２と、固定部材２内を圧力差の
ある２つの流体室４、５に区画する回転部材３と、フー
プ力によって生じる半径方向力によって回転部材３と固
定部材２に押しつけられたリング状の弾性材からなるシ
ール部材１と、シール部材によるシール部より、２つの
流体室４、５のうち圧力の高い方の流体室４側に形成さ
れたグリス溜め７と、からなる回転部材と固定部材との
間のシール構造。このシール構造を蓄熱燃焼式バーナ１
３の給排気の切替機構４０のシール構造に適用すること
ができる。
ール構造の提供。 【解決手段】 固定部材２と、固定部材２内を圧力差の
ある２つの流体室４、５に区画する回転部材３と、フー
プ力によって生じる半径方向力によって回転部材３と固
定部材２に押しつけられたリング状の弾性材からなるシ
ール部材１と、シール部材によるシール部より、２つの
流体室４、５のうち圧力の高い方の流体室４側に形成さ
れたグリス溜め７と、からなる回転部材と固定部材との
間のシール構造。このシール構造を蓄熱燃焼式バーナ１
３の給排気の切替機構４０のシール構造に適用すること
ができる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、回転部材と固定部
材との間のシール構造に関する。
材との間のシール構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】回転部材と固定部材との間のシールに
は、通常、メカニカルシール機構が用いられる。種々の
構造から使用状態（多少のもれがあってもよいか否か、
圧力、温度、回転数、など）に応じて適したものが選択
される。たとえば、温度が２００℃かそれを超え、小さ
な圧力差しかかからず、回転摺動する部位のシールに
は、ゴムＯリングは、適さず、通常、用いられない。何
となれば、Ｏリングは、通常、静止部または往復摺動部
のシールに用いられ（回転摺動部には回転阻害の原因と
なるので通常用いない）、圧力差が大きい方が２つの部
材の隙間に食い込んでシール性が上がるので小さな圧力
差には不向きであり、温度が２００℃以上ではゴムの耐
久性に問題がでて金属Ｏリングにするためシール性が悪
くなりかつ摩耗により耐久性も悪くなるからである。そ
のため、上記のような部位には、特殊構造のメカニカル
シール機構が用いられる。
は、通常、メカニカルシール機構が用いられる。種々の
構造から使用状態（多少のもれがあってもよいか否か、
圧力、温度、回転数、など）に応じて適したものが選択
される。たとえば、温度が２００℃かそれを超え、小さ
な圧力差しかかからず、回転摺動する部位のシールに
は、ゴムＯリングは、適さず、通常、用いられない。何
となれば、Ｏリングは、通常、静止部または往復摺動部
のシールに用いられ（回転摺動部には回転阻害の原因と
なるので通常用いない）、圧力差が大きい方が２つの部
材の隙間に食い込んでシール性が上がるので小さな圧力
差には不向きであり、温度が２００℃以上ではゴムの耐
久性に問題がでて金属Ｏリングにするためシール性が悪
くなりかつ摩耗により耐久性も悪くなるからである。そ
のため、上記のような部位には、特殊構造のメカニカル
シール機構が用いられる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかし、特殊構造のメ
カニカルシール機構は、通常、高圧、高回転数領域を対
象にして設計され、構造が複雑で、そのため比較的高価
なものとなっていた。本発明の目的は、（低圧かつ低回
転数領域で使用され、）構造が単純な、回転部材と固定
部材との間のシール構造を提供することにある。
カニカルシール機構は、通常、高圧、高回転数領域を対
象にして設計され、構造が複雑で、そのため比較的高価
なものとなっていた。本発明の目的は、（低圧かつ低回
転数領域で使用され、）構造が単純な、回転部材と固定
部材との間のシール構造を提供することにある。
【０００４】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成する本発
明の回転部材と固定部材との間のシール構造は、内部空
間を有する固定部材と、固定部材内に回転可能に配置さ
れ固定部材の内部空間を第１の流体室とそれより圧力が
高い第２の流体室に区画する回転部材と、弾性材（たと
えば、ゴム）のリングからなり、リングの内側か外側か
のいずれか一側で、弾性材のリングのフープ力により生
じる半径方向力によって第１の接触部で回転部材に押し
付けられるとともに第２の接触部で固定部材に押し付け
られ、第１の接触部と第２の接触部が第１の流体室と第
２の流体室を遮断するシール部を構成している、シール
部材と、回転体と固定部材との何れか一方の部材の、シ
ール部より第２の流体室側の部分に形成された凹状のグ
リス溜めと、からなる。回転部材と固定部材は、第１の
接触部と第２の接触部との間に間隙を形成しており、回
転部材のシール部材と接触する第１のシール面と、固定
部材のシール部材と接触する第２のシール面とは、間隙
からシール部材側に離れるにしたがってテーパ状に拡が
っている。本シール構造が蓄熱燃焼式バーナに適用され
る場合は、固定部材と回転部材は、それぞれ蓄熱燃焼式
バーナの給排気切替機構の固定部材、回転部材であり、
第２の流体室が給気が流れる室であり、第１の流体室が
排気が流れる室である。シール部材の温度が比較的高温
（約１５０℃以上）になる場合は、第１の接触部と第２
の接触部が、シール部材の半径方向内側に位置すること
が望ましい。シール部材の温度が比較的低温（約１５０
℃以下）になる場合は、第１の接触部と第２の接触部
が、シール部材の半径方向外側に位置していてもよい。
明の回転部材と固定部材との間のシール構造は、内部空
間を有する固定部材と、固定部材内に回転可能に配置さ
れ固定部材の内部空間を第１の流体室とそれより圧力が
高い第２の流体室に区画する回転部材と、弾性材（たと
えば、ゴム）のリングからなり、リングの内側か外側か
のいずれか一側で、弾性材のリングのフープ力により生
じる半径方向力によって第１の接触部で回転部材に押し
付けられるとともに第２の接触部で固定部材に押し付け
られ、第１の接触部と第２の接触部が第１の流体室と第
２の流体室を遮断するシール部を構成している、シール
部材と、回転体と固定部材との何れか一方の部材の、シ
ール部より第２の流体室側の部分に形成された凹状のグ
リス溜めと、からなる。回転部材と固定部材は、第１の
接触部と第２の接触部との間に間隙を形成しており、回
転部材のシール部材と接触する第１のシール面と、固定
部材のシール部材と接触する第２のシール面とは、間隙
からシール部材側に離れるにしたがってテーパ状に拡が
っている。本シール構造が蓄熱燃焼式バーナに適用され
る場合は、固定部材と回転部材は、それぞれ蓄熱燃焼式
バーナの給排気切替機構の固定部材、回転部材であり、
第２の流体室が給気が流れる室であり、第１の流体室が
排気が流れる室である。シール部材の温度が比較的高温
（約１５０℃以上）になる場合は、第１の接触部と第２
の接触部が、シール部材の半径方向内側に位置すること
が望ましい。シール部材の温度が比較的低温（約１５０
℃以下）になる場合は、第１の接触部と第２の接触部
が、シール部材の半径方向外側に位置していてもよい。
【０００５】上記本発明のシール構造は、比較的低回転
（たとえば、１０ｒｐｍ以下）、比較的低圧力差（たと
えば、約８００ｍｍＨ2 Ｏ（７８４０Ｐａ））の条件下
でも使用可能である。弾性シール部材が自身のフープ力
による半径方向力によって第１、第２のシール面に押し
付けられているので、その圧力は弱く、回転部材が回転
したときにシール部材がよじれることがない。また、グ
リース溜めが設けられてグリースがシール部に供給され
るので、シール部材のよじれのおそれがさらに少なくな
る。また、グリース溜めを第２の流体室側に設けたこと
により、シール部に洩れが生じてもグリースがシール部
に流れシールを強化する。この構造では、シール部にゴ
ムＯリングを配置するだけであるから、そのシール構造
は極めて単純である。第１のシール面と第２のシール面
をテーパ状としたので、シール部材が第１のシール面と
第２のシール面の間の間隙に寄せられ、位置ずれを起こ
すことなく間隙を確実にシールする。蓄熱燃焼式バーナ
の給気排気切替機構の回転部材は約１０ｒｐｍ以下の低
回転であり、給気と排気の圧力差は約８００ｍｍＨ2 Ｏ
（７８４０Ｐａ）であるので、本シール構造を蓄熱燃焼
式バーナの給気排気切替機構の回転部材と固定部材との
間のシール機構として使用することができる。ただし、
蓄熱体を通った後の排気が給気排気切替機構を流れ、シ
ール部材が１００〜２５０℃に加熱され、約１５０℃以
上ではゴムが収縮するので、第１、第２の接触部をシー
ル部材の内周側に配置して、シール部材の収縮が起こっ
ても、シール性が維持されるようにすることが望まし
い。また、シール部材が約１００℃程度にしか加熱され
ない場合は、第１、第２の接触部をシール部材の外周側
に配置してもよく、その場合はシール部材の内周側から
圧力差がかかるようにしておくことにより、フープ力の
ほかに圧力差をシールに有効に利用することができる。
（たとえば、１０ｒｐｍ以下）、比較的低圧力差（たと
えば、約８００ｍｍＨ2 Ｏ（７８４０Ｐａ））の条件下
でも使用可能である。弾性シール部材が自身のフープ力
による半径方向力によって第１、第２のシール面に押し
付けられているので、その圧力は弱く、回転部材が回転
したときにシール部材がよじれることがない。また、グ
リース溜めが設けられてグリースがシール部に供給され
るので、シール部材のよじれのおそれがさらに少なくな
る。また、グリース溜めを第２の流体室側に設けたこと
により、シール部に洩れが生じてもグリースがシール部
に流れシールを強化する。この構造では、シール部にゴ
ムＯリングを配置するだけであるから、そのシール構造
は極めて単純である。第１のシール面と第２のシール面
をテーパ状としたので、シール部材が第１のシール面と
第２のシール面の間の間隙に寄せられ、位置ずれを起こ
すことなく間隙を確実にシールする。蓄熱燃焼式バーナ
の給気排気切替機構の回転部材は約１０ｒｐｍ以下の低
回転であり、給気と排気の圧力差は約８００ｍｍＨ2 Ｏ
（７８４０Ｐａ）であるので、本シール構造を蓄熱燃焼
式バーナの給気排気切替機構の回転部材と固定部材との
間のシール機構として使用することができる。ただし、
蓄熱体を通った後の排気が給気排気切替機構を流れ、シ
ール部材が１００〜２５０℃に加熱され、約１５０℃以
上ではゴムが収縮するので、第１、第２の接触部をシー
ル部材の内周側に配置して、シール部材の収縮が起こっ
ても、シール性が維持されるようにすることが望まし
い。また、シール部材が約１００℃程度にしか加熱され
ない場合は、第１、第２の接触部をシール部材の外周側
に配置してもよく、その場合はシール部材の内周側から
圧力差がかかるようにしておくことにより、フープ力の
ほかに圧力差をシールに有効に利用することができる。
【０００６】
【発明の実施の形態】図１は本発明の第１実施例の回転
部材と固定部材との間のシール構造を示し、図２は本発
明の第２実施例の回転部材と固定部材との間のシール構
造を示し、図３は、図１のシール構造を、給排気切替機
構のシール機構に適用した蓄熱燃焼式シングルバーナを
示している。なお、蓄熱燃焼式ツインバーナの給排気切
替機構のシール機構に適用することも可能である。本発
明のすべての実施例にわたって共通する部材には本発明
のすべての実施例にわたって同じ符号を付してある。
部材と固定部材との間のシール構造を示し、図２は本発
明の第２実施例の回転部材と固定部材との間のシール構
造を示し、図３は、図１のシール構造を、給排気切替機
構のシール機構に適用した蓄熱燃焼式シングルバーナを
示している。なお、蓄熱燃焼式ツインバーナの給排気切
替機構のシール機構に適用することも可能である。本発
明のすべての実施例にわたって共通する部材には本発明
のすべての実施例にわたって同じ符号を付してある。
【０００７】まず、本発明のすべての実施例にわたって
共通する部分の構成、作用を、たとえば図１、図３を参
照して、説明する。図１に示すように、本発明実施例の
回転体のシール構造は、内部空間を有する固定部材２
と、固定部材２内に回転可能に配置され固定部材２の内
部空間を第１の流体室５とそれより圧力が高い第２の流
体室４に区画する回転部材３、第１の流体室５と第２の
流体室４を遮断するシール部材１と、回転部材３と固定
部材２との何れか一方の部材に形成された凹状のグリス
溜め７と、を有する。
共通する部分の構成、作用を、たとえば図１、図３を参
照して、説明する。図１に示すように、本発明実施例の
回転体のシール構造は、内部空間を有する固定部材２
と、固定部材２内に回転可能に配置され固定部材２の内
部空間を第１の流体室５とそれより圧力が高い第２の流
体室４に区画する回転部材３、第１の流体室５と第２の
流体室４を遮断するシール部材１と、回転部材３と固定
部材２との何れか一方の部材に形成された凹状のグリス
溜め７と、を有する。
【０００８】シール部材１は、弾性材（たとえば、ゴ
ム、樹脂、金属）からなる中実または中空のリングから
なる。シール部材１は、図示例のように全周にわたって
切れ目なく連続している。シール部材１は、リングの内
側か外側かのいずれか一側で、弾性材のリングのフープ
力により生じる半径方向力によって第１の接触部１１で
回転部材３に押し付けられるとともに第２の接触部１２
で固定部材２に押し付けられている。第１の接触部１１
と第２の接触部１２は第１の流体室５と第２の流体室４
を遮断するシール部を構成している。回転部材３と固定
部材２は、第１の接触部１１と第２の接触部１２との間
にシール部材１の軸芯と直交する方向に延びる間隙６を
形成している。回転部材３のシール部材１と接触する第
１のシール面１４と、固定部材２のシール部材１と接触
する第２のシール面１５とは、間隙６からシール部材１
側に離れるにしたがってテーパ状に拡がっている。
ム、樹脂、金属）からなる中実または中空のリングから
なる。シール部材１は、図示例のように全周にわたって
切れ目なく連続している。シール部材１は、リングの内
側か外側かのいずれか一側で、弾性材のリングのフープ
力により生じる半径方向力によって第１の接触部１１で
回転部材３に押し付けられるとともに第２の接触部１２
で固定部材２に押し付けられている。第１の接触部１１
と第２の接触部１２は第１の流体室５と第２の流体室４
を遮断するシール部を構成している。回転部材３と固定
部材２は、第１の接触部１１と第２の接触部１２との間
にシール部材１の軸芯と直交する方向に延びる間隙６を
形成している。回転部材３のシール部材１と接触する第
１のシール面１４と、固定部材２のシール部材１と接触
する第２のシール面１５とは、間隙６からシール部材１
側に離れるにしたがってテーパ状に拡がっている。
【０００９】グリス溜め（潤滑剤溜め）７は、回転部材
３と固定部材２の何れか一方の部材の、シール部より第
２の流体室４側に形成されている。グリス溜め７にはグ
リス（グリス以外の潤滑剤でもよいが、説明ではグリス
を例にとる）が供給されている。このグリスは、シール
部材１とそれが摺動接触する部材（たとえば、回転部材
３）との間の摺動接触を低減するとともに、摺動接触面
間の隙間を埋めてシール性を向上させる機能を果たす。
グリス溜め７をシール部より第２の流体室４側に設ける
理由は、グリスがシール部材１側に向かって流れ易くす
るためである。グリス溜め７の近傍には、グリス溜め７
にグリスを供給できるグリス供給孔８が設けられてお
り、グリス溜め７のグリスが少なくなってきたときグリ
ス供給孔８を通してグリス溜め７にグリスを補給する。
３と固定部材２の何れか一方の部材の、シール部より第
２の流体室４側に形成されている。グリス溜め７にはグ
リス（グリス以外の潤滑剤でもよいが、説明ではグリス
を例にとる）が供給されている。このグリスは、シール
部材１とそれが摺動接触する部材（たとえば、回転部材
３）との間の摺動接触を低減するとともに、摺動接触面
間の隙間を埋めてシール性を向上させる機能を果たす。
グリス溜め７をシール部より第２の流体室４側に設ける
理由は、グリスがシール部材１側に向かって流れ易くす
るためである。グリス溜め７の近傍には、グリス溜め７
にグリスを供給できるグリス供給孔８が設けられてお
り、グリス溜め７のグリスが少なくなってきたときグリ
ス供給孔８を通してグリス溜め７にグリスを補給する。
【００１０】図３に示す蓄熱燃焼式シングルバーナ１３
の給排気切替機構のシール構造の場合は、回転部材３の
回転数は、比較的低速であり、たとえば１００ｒｐｍ以
下、さらに詳しくは１０ｒｐｍ以下である。また、蓄熱
燃焼式シングルバーナ１３の給排気切替機構のシール構
造の場合は、第２の流体室４と第１の流体室５の圧力差
は比較的低圧であり、たとえば０を越え２０００ｍｍＨ
2 Ｏ（１９６００Ｐａ）以下である。より詳しくは、第
２の流体室（給気が流れる流体室）の圧力は約１２００
ｍｍＨ2 Ｏ（１１７６０Ｐａ）であり、第１の流体室
（排気が流れる流体室）の圧力は約４００ｍｍＨ2 Ｏ
（３９２０Ｐａ）であるから、差圧は約８００ｍｍＨ2
Ｏ（７８４０Ｐａ）である。蓄熱燃焼式シングルバーナ
１３の給排気切替機構のシール構造の場合は、シール部
材１の配置部位が室温〜３００℃、より詳しくは約１０
０〜２５０℃の温度に曝されるので、シール部材１にゴ
ムを用いる場合は、耐熱ゴムを用いる。
の給排気切替機構のシール構造の場合は、回転部材３の
回転数は、比較的低速であり、たとえば１００ｒｐｍ以
下、さらに詳しくは１０ｒｐｍ以下である。また、蓄熱
燃焼式シングルバーナ１３の給排気切替機構のシール構
造の場合は、第２の流体室４と第１の流体室５の圧力差
は比較的低圧であり、たとえば０を越え２０００ｍｍＨ
2 Ｏ（１９６００Ｐａ）以下である。より詳しくは、第
２の流体室（給気が流れる流体室）の圧力は約１２００
ｍｍＨ2 Ｏ（１１７６０Ｐａ）であり、第１の流体室
（排気が流れる流体室）の圧力は約４００ｍｍＨ2 Ｏ
（３９２０Ｐａ）であるから、差圧は約８００ｍｍＨ2
Ｏ（７８４０Ｐａ）である。蓄熱燃焼式シングルバーナ
１３の給排気切替機構のシール構造の場合は、シール部
材１の配置部位が室温〜３００℃、より詳しくは約１０
０〜２５０℃の温度に曝されるので、シール部材１にゴ
ムを用いる場合は、耐熱ゴムを用いる。
【００１１】上記回転体のシール構造は、蓄熱燃焼式シ
ングルバーナの給排気切替機構の回転摺動部のシール機
構に適用することができる。蓄熱燃焼式シングルバーナ
１３は、図３に示すように、ケーシング３４と、ケーシ
ング内に配置された円筒３１内に納められた、多数の通
路をもつ蓄熱体３０（セラミックなどからなる）と、蓄
熱体３０の一側に設けられたバーナタイル６２と、蓄熱
体３０の他側に設けられた給排気の切替機構４０と、給
排気の切替機構４０および蓄熱体３０を貫通してバーナ
タイル６２まで延びる燃料噴射ノズル６０と、からな
る。
ングルバーナの給排気切替機構の回転摺動部のシール機
構に適用することができる。蓄熱燃焼式シングルバーナ
１３は、図３に示すように、ケーシング３４と、ケーシ
ング内に配置された円筒３１内に納められた、多数の通
路をもつ蓄熱体３０（セラミックなどからなる）と、蓄
熱体３０の一側に設けられたバーナタイル６２と、蓄熱
体３０の他側に設けられた給排気の切替機構４０と、給
排気の切替機構４０および蓄熱体３０を貫通してバーナ
タイル６２まで延びる燃料噴射ノズル６０と、からな
る。
【００１２】蓄熱体３０は、排気（温度は約１０００℃
以上）を通すときにその熱を回収して蓄熱し（排気温を
約２５０℃にし）、燃焼用メインエアを通すときに蓄熱
していた熱を放出してメインエア（大気温）を（約９０
０℃に）予熱する。蓄熱体３０におけるガスの流れ領域
は、バーナ周方向に複数のセクションに区画されてお
り、その一部のセクションに排気が流れているとき、他
のセクションには給気であるメインエアが流れる。蓄熱
体３０を通過する給排気は切替機構４０によって交互に
切替えられる。バーナタイル６２は、セラミックスまた
は耐熱金属からなり、給排気面６３から突出する突出部
６４を有する。突出部６４の内面から先端にかけて燃料
開放面６５が形成されており、突出部６４の外側の給排
気面６３に給排気孔６６が開口している。給排気孔６６
と蓄熱体３０のセクションはバーナ周方向に対応してい
る。複数の給排気孔６６の一部に排気ガスが流れている
とき残りの給排気孔６６にはメインエアが流れている。
以上）を通すときにその熱を回収して蓄熱し（排気温を
約２５０℃にし）、燃焼用メインエアを通すときに蓄熱
していた熱を放出してメインエア（大気温）を（約９０
０℃に）予熱する。蓄熱体３０におけるガスの流れ領域
は、バーナ周方向に複数のセクションに区画されてお
り、その一部のセクションに排気が流れているとき、他
のセクションには給気であるメインエアが流れる。蓄熱
体３０を通過する給排気は切替機構４０によって交互に
切替えられる。バーナタイル６２は、セラミックスまた
は耐熱金属からなり、給排気面６３から突出する突出部
６４を有する。突出部６４の内面から先端にかけて燃料
開放面６５が形成されており、突出部６４の外側の給排
気面６３に給排気孔６６が開口している。給排気孔６６
と蓄熱体３０のセクションはバーナ周方向に対応してい
る。複数の給排気孔６６の一部に排気ガスが流れている
とき残りの給排気孔６６にはメインエアが流れている。
【００１３】給排気の切替機構４０は、回転部材３と、
固定部材２と、仕切壁４１を有する。固定部材２は、蓄
熱体３０の複数のセクションに対応させた複数の貫通孔
４７を有する。回転部材３は、仕切壁４１の一側に設け
られた開口部４２と仕切壁４１の他側に設けられた開口
部４３を有し、一方の開口部４２は給気孔５１に連通し
ており、他方の開口部４３は排気孔５２に連通してい
る。回転部材３は駆動手段（モータ、シリンダなど）４
５によって一方向にまたは往復的に回動されて、それま
で開口部４２と合致していた貫通孔４７を、開口部４３
と一致させ、それまで開口部４３と合致していた貫通孔
４７を、開口部４２と一致させることにより、蓄熱体３
０および給排気孔６６の給気、排気６６の流れを切替え
る。
固定部材２と、仕切壁４１を有する。固定部材２は、蓄
熱体３０の複数のセクションに対応させた複数の貫通孔
４７を有する。回転部材３は、仕切壁４１の一側に設け
られた開口部４２と仕切壁４１の他側に設けられた開口
部４３を有し、一方の開口部４２は給気孔５１に連通し
ており、他方の開口部４３は排気孔５２に連通してい
る。回転部材３は駆動手段（モータ、シリンダなど）４
５によって一方向にまたは往復的に回動されて、それま
で開口部４２と合致していた貫通孔４７を、開口部４３
と一致させ、それまで開口部４３と合致していた貫通孔
４７を、開口部４２と一致させることにより、蓄熱体３
０および給排気孔６６の給気、排気６６の流れを切替え
る。
【００１４】シール構造は、給排気の切替機構４０の回
転体部材３と固定部材２との間のシール機構に適用され
ている。給排気の切替機構４０の固定部材２は、回転部
材３によって第１、第２の流体室５、４に分けられてお
り、第２の流体室４には給気が流れ、第１の流体室５に
は排気が流れる。給気の圧力はたとえば１２００ｍｍＨ
2 Ｏ（１１７６０Ｐａ）で、排気の圧力（たとえば、４
００ｍｍＨ2 Ｏ（３９２０Ｐａ））より高く、２つの流
体室４、５間には圧力差がある。また、給気の温度は大
気温で、排気の温度は蓄熱体通過後で大気温より高温
（たとえば、約２５０℃）である。また、グリス溜め７
は、シール部材１配設部より第２の流体室４側に、形成
されている。固定部材２には、グリス供給孔８が設けら
れている。
転体部材３と固定部材２との間のシール機構に適用され
ている。給排気の切替機構４０の固定部材２は、回転部
材３によって第１、第２の流体室５、４に分けられてお
り、第２の流体室４には給気が流れ、第１の流体室５に
は排気が流れる。給気の圧力はたとえば１２００ｍｍＨ
2 Ｏ（１１７６０Ｐａ）で、排気の圧力（たとえば、４
００ｍｍＨ2 Ｏ（３９２０Ｐａ））より高く、２つの流
体室４、５間には圧力差がある。また、給気の温度は大
気温で、排気の温度は蓄熱体通過後で大気温より高温
（たとえば、約２５０℃）である。また、グリス溜め７
は、シール部材１配設部より第２の流体室４側に、形成
されている。固定部材２には、グリス供給孔８が設けら
れている。
【００１５】図１に示すように、回転部材３は、排気の
流れに曝される部分１７を有し、回転部材３の、第１の
接触部１１と排気の流れに曝される部分１７との間の部
分に、第２の流体室４に開口する溝９が設けられてい
る。溝９内にほぼ大気温の給気が流れて、回転部材３の
壁を通ってシール部材配設部位に熱伝導する熱を奪い、
シール部材１の配設部位が昇温することを抑制すること
ができるようになっている。
流れに曝される部分１７を有し、回転部材３の、第１の
接触部１１と排気の流れに曝される部分１７との間の部
分に、第２の流体室４に開口する溝９が設けられてい
る。溝９内にほぼ大気温の給気が流れて、回転部材３の
壁を通ってシール部材配設部位に熱伝導する熱を奪い、
シール部材１の配設部位が昇温することを抑制すること
ができるようになっている。
【００１６】シール部材１の配設部位を冷却するため
に、固定部材２側にも、シール部材１の半径方向外側に
対応する部分にフィン１０が形成されており、フィン１
０を大気に曝して自然対流熱伝達により固定部材２のシ
ール部材１の半径方向外側部分を冷却している。これに
よって、排気温度が約２５０℃程度であるにかかわら
ず、シール部材１配設部分の温度を２００℃以下にし、
ゴムのリング状シール部材を使用することを可能にして
いる。したがって、シール部材１にはゴム（耐熱ゴム）
の中実のＯリングが使用されている。
に、固定部材２側にも、シール部材１の半径方向外側に
対応する部分にフィン１０が形成されており、フィン１
０を大気に曝して自然対流熱伝達により固定部材２のシ
ール部材１の半径方向外側部分を冷却している。これに
よって、排気温度が約２５０℃程度であるにかかわら
ず、シール部材１配設部分の温度を２００℃以下にし、
ゴムのリング状シール部材を使用することを可能にして
いる。したがって、シール部材１にはゴム（耐熱ゴム）
の中実のＯリングが使用されている。
【００１７】つぎに、共通構成部分の作用を説明する。
本発明実施例の回転体のシール構造では、シール部材１
のフープ力によって生じる半径方向力によってマイルド
に回転部材３と固定部材２の両方に押しつけられること
によりシールするので、回転抵抗は小さく回転部材３の
回転を悪化させず、かつシール部材１の摩耗も少なく、
シール部材１の耐久性も向上する。また、第１のシール
面１４と第２のシール面１５が間隙６からテーパ状に拡
がっているので、シール部材１は間隙６の位置から離れ
るのを防ぎ、シールの信頼性を向上させている。また、
リング状のシール部材１を第１の接触部１１で回転部材
３に押し付けられ第２の接触部１２で固定部材２に押し
付けられるように配置するだけの構造であるから、構造
は極めて単純であり、従来のメカニカルシールに比べて
コストダウンをはかることができ、メンテナンス（交換
容易）の点からも有利となる。
本発明実施例の回転体のシール構造では、シール部材１
のフープ力によって生じる半径方向力によってマイルド
に回転部材３と固定部材２の両方に押しつけられること
によりシールするので、回転抵抗は小さく回転部材３の
回転を悪化させず、かつシール部材１の摩耗も少なく、
シール部材１の耐久性も向上する。また、第１のシール
面１４と第２のシール面１５が間隙６からテーパ状に拡
がっているので、シール部材１は間隙６の位置から離れ
るのを防ぎ、シールの信頼性を向上させている。また、
リング状のシール部材１を第１の接触部１１で回転部材
３に押し付けられ第２の接触部１２で固定部材２に押し
付けられるように配置するだけの構造であるから、構造
は極めて単純であり、従来のメカニカルシールに比べて
コストダウンをはかることができ、メンテナンス（交換
容易）の点からも有利となる。
【００１８】また、シール部より２つの流体室のうち第
２の流体室（圧力が高い方の流体室）４側にグリス溜め
７を設けたので、グリスがシール部材１側に流れやすく
なり（若干のもれは不可避なためそのもれの流れによっ
てシール部材１側にグリスが流れるため）、シール部材
１へのグリスの供給が確実になる。グリスがシール部材
１に供給されると、シール部材１の潤滑性が良好にな
り、シール部材１の摩耗が減り、シール部材１の耐久性
が向上し、シール部材１の交換回数が減る。
２の流体室（圧力が高い方の流体室）４側にグリス溜め
７を設けたので、グリスがシール部材１側に流れやすく
なり（若干のもれは不可避なためそのもれの流れによっ
てシール部材１側にグリスが流れるため）、シール部材
１へのグリスの供給が確実になる。グリスがシール部材
１に供給されると、シール部材１の潤滑性が良好にな
り、シール部材１の摩耗が減り、シール部材１の耐久性
が向上し、シール部材１の交換回数が減る。
【００１９】このシール構造が蓄熱燃焼式シングルバー
ナ１３の給排気切替機構４０のシール機構に適用される
ことにより、蓄熱燃焼式シングルバーナの性能および信
頼性アップとコストダウンに大きく貢献できる。この部
位で給気の排気への洩れが生じると、給気と燃料との比
が制御値からずれて燃焼悪化を起こすおそれがあるこ
と、および給気エネルギのロスにより効率が悪化するこ
となどの問題が生じるが、これらが抑制されることによ
り、性能アップ、信頼性向上がはかられる。
ナ１３の給排気切替機構４０のシール機構に適用される
ことにより、蓄熱燃焼式シングルバーナの性能および信
頼性アップとコストダウンに大きく貢献できる。この部
位で給気の排気への洩れが生じると、給気と燃料との比
が制御値からずれて燃焼悪化を起こすおそれがあるこ
と、および給気エネルギのロスにより効率が悪化するこ
となどの問題が生じるが、これらが抑制されることによ
り、性能アップ、信頼性向上がはかられる。
【００２０】また、回転部材３に溝９を設けることによ
り、溝９に給気が流れてシール部の温度上昇を抑えるこ
とができ、その結果、シール部材１の熱劣化を抑制で
き、シール機構の耐久性、信頼性を向上させるととも
に、メンテナンスの回数を減らすことができる。さら
に、固定部材２にもフィン１０を設けることにより、シ
ール部の温度上昇をさらに抑えることができ、上記効果
がさらに助長される。
り、溝９に給気が流れてシール部の温度上昇を抑えるこ
とができ、その結果、シール部材１の熱劣化を抑制で
き、シール機構の耐久性、信頼性を向上させるととも
に、メンテナンスの回数を減らすことができる。さら
に、固定部材２にもフィン１０を設けることにより、シ
ール部の温度上昇をさらに抑えることができ、上記効果
がさらに助長される。
【００２１】つぎに、本発明の各実施例に特有な構成、
作用を説明する。本発明の第１実施例では、第１の接触
部１１と第２の接触部１２が、シール部材１の半径方向
内側に位置している。間隙６はシール部材１より半径方
向内側に位置している。この場合、シール部材１に生じ
ているフープ力は引張力であり、それによってシール部
材１は第１の接触部１１と第２の接触部１２に半径方向
内側に向かう押し付け力をかける。第１実施例は、シー
ル部材配設部位が比較的高温（たとえば、約１５０℃以
上の温度）である場合に使用される。本発明の第１実施
例の作用については、シール部材１に比較的高い温度
（たとえば、約１５０℃以上の温度）がかかると、シー
ル部材１がゴムからなる場合、シール部材１は熱により
収縮するので、シール部材１の第１の接触部１１と第２
の接触部１２への押し付け力は増大し、シール性が増
す。第２の流体室４と第１の流体室５の圧力差はシール
部材１を拡径する方向に働くが、シール部材１のフープ
力を圧力差の拡径力（間隙６のサイズと圧力差に比例）
より大に設定しておくことにより、第１の接触部１１と
第２の接触部１２に常に押し付け力をかけておくことが
できる。
作用を説明する。本発明の第１実施例では、第１の接触
部１１と第２の接触部１２が、シール部材１の半径方向
内側に位置している。間隙６はシール部材１より半径方
向内側に位置している。この場合、シール部材１に生じ
ているフープ力は引張力であり、それによってシール部
材１は第１の接触部１１と第２の接触部１２に半径方向
内側に向かう押し付け力をかける。第１実施例は、シー
ル部材配設部位が比較的高温（たとえば、約１５０℃以
上の温度）である場合に使用される。本発明の第１実施
例の作用については、シール部材１に比較的高い温度
（たとえば、約１５０℃以上の温度）がかかると、シー
ル部材１がゴムからなる場合、シール部材１は熱により
収縮するので、シール部材１の第１の接触部１１と第２
の接触部１２への押し付け力は増大し、シール性が増
す。第２の流体室４と第１の流体室５の圧力差はシール
部材１を拡径する方向に働くが、シール部材１のフープ
力を圧力差の拡径力（間隙６のサイズと圧力差に比例）
より大に設定しておくことにより、第１の接触部１１と
第２の接触部１２に常に押し付け力をかけておくことが
できる。
【００２２】本発明の第２実施例では、第１の接触部１
１と第２の接触部１２が、シール部材１の半径方向外側
に位置している。間隙６はシール部材１より半径方向外
側に位置している。この場合、シール部材１に生じてい
るフープ力は圧縮力であり、それによってシール部材１
は第１の接触部１１と第２の接触部１２に半径方向外側
に向かう押し付け力をかける。第２実施例は、シール部
材配設部位が比較的低温（たとえば、約１５０℃より低
い温度）である場合に使用される。本発明の第２実施例
の作用については、シール部材１にかかる温度が低いた
めシール部材１の熱収縮は小であり、シール部材１の第
１の接触部１１と第２の接触部１２への押し付け力の熱
による減少は少なく、良好なシール性が維持される。第
２の流体室４と第１の流体室５の圧力差はシール部材１
を拡径する方向に働くので、シール性を増す方向に働
き、第１の接触部１１と第２の接触部１２に常に押し付
け力５かけておくことに寄与する。
１と第２の接触部１２が、シール部材１の半径方向外側
に位置している。間隙６はシール部材１より半径方向外
側に位置している。この場合、シール部材１に生じてい
るフープ力は圧縮力であり、それによってシール部材１
は第１の接触部１１と第２の接触部１２に半径方向外側
に向かう押し付け力をかける。第２実施例は、シール部
材配設部位が比較的低温（たとえば、約１５０℃より低
い温度）である場合に使用される。本発明の第２実施例
の作用については、シール部材１にかかる温度が低いた
めシール部材１の熱収縮は小であり、シール部材１の第
１の接触部１１と第２の接触部１２への押し付け力の熱
による減少は少なく、良好なシール性が維持される。第
２の流体室４と第１の流体室５の圧力差はシール部材１
を拡径する方向に働くので、シール性を増す方向に働
き、第１の接触部１１と第２の接触部１２に常に押し付
け力５かけておくことに寄与する。
【００２３】
【発明の効果】請求項１のシール構造によれば、シール
部材のフープ力によって生じる半径方向力で回転部材お
よび固定部材にマイルドに押しつけられ、しかもシール
部材はグリスの供給を受けるので、回転部材が回転して
もよじれることなく、かつ大きな摩耗を伴わないで、回
転部材と固定部材間をシールすることができる。また、
シール部材を配設するとともに、グリス溜めを設けるだ
けの構造で済むから、構造を単純なものにすることがで
きる。請求項２のシール構造によれば、シール部材とし
てゴムを利用できる。請求項３のシール構造によれば、
第１のシール面と第２のシール面が間隙からテーパ状に
拡がっているので、シール部材が間隙から離れることを
防止することができる。上記のシール部材の回転部材の
マイルドの押し付けとグリスの供給により、請求項４の
回転部材の回転数が１００ｒｐｍ以下の条件、請求項５
の圧力差が０を越え２０００ｍｍＨ2 Ｏ以下（０を越え
１９６００Ｐａ以下）の条件、請求項６の室温〜３００
℃の温度の条件、に十分対応することができる。請求項
７のシール構造によれば、蓄熱燃焼式バーナの給排気切
替機構の固定部材と回転部材間のシール機構に適用する
ことができる。請求項８のシール構造によれば、第１の
接触部と排気の流れに曝される部分との間の部分に、溝
を設けたので、シール部材配設部位の温度上昇を抑える
ことができる。請求項９のシール構造によれば、固定部
材にフィンを形成したので、シール部材配設部位の温度
上昇を抑えることができる。請求項１０のシール構造に
よれば、第１の接触部と第２の接触部が、シール部材の
半径方向内側に位置するので、シール部材が熱で収縮し
てもシール性を維持することができる。請求項１１のシ
ール構造によれば、第１の接触部と第２の接触部が、シ
ール部材の半径方向外側に位置するので、シール部材の
第１の接触部と第２の接触部への押し付け力に、シール
部材のフープ力と２つの流体室の圧力差との両方を利用
することができる。
部材のフープ力によって生じる半径方向力で回転部材お
よび固定部材にマイルドに押しつけられ、しかもシール
部材はグリスの供給を受けるので、回転部材が回転して
もよじれることなく、かつ大きな摩耗を伴わないで、回
転部材と固定部材間をシールすることができる。また、
シール部材を配設するとともに、グリス溜めを設けるだ
けの構造で済むから、構造を単純なものにすることがで
きる。請求項２のシール構造によれば、シール部材とし
てゴムを利用できる。請求項３のシール構造によれば、
第１のシール面と第２のシール面が間隙からテーパ状に
拡がっているので、シール部材が間隙から離れることを
防止することができる。上記のシール部材の回転部材の
マイルドの押し付けとグリスの供給により、請求項４の
回転部材の回転数が１００ｒｐｍ以下の条件、請求項５
の圧力差が０を越え２０００ｍｍＨ2 Ｏ以下（０を越え
１９６００Ｐａ以下）の条件、請求項６の室温〜３００
℃の温度の条件、に十分対応することができる。請求項
７のシール構造によれば、蓄熱燃焼式バーナの給排気切
替機構の固定部材と回転部材間のシール機構に適用する
ことができる。請求項８のシール構造によれば、第１の
接触部と排気の流れに曝される部分との間の部分に、溝
を設けたので、シール部材配設部位の温度上昇を抑える
ことができる。請求項９のシール構造によれば、固定部
材にフィンを形成したので、シール部材配設部位の温度
上昇を抑えることができる。請求項１０のシール構造に
よれば、第１の接触部と第２の接触部が、シール部材の
半径方向内側に位置するので、シール部材が熱で収縮し
てもシール性を維持することができる。請求項１１のシ
ール構造によれば、第１の接触部と第２の接触部が、シ
ール部材の半径方向外側に位置するので、シール部材の
第１の接触部と第２の接触部への押し付け力に、シール
部材のフープ力と２つの流体室の圧力差との両方を利用
することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明実施例の第１実施例の回転部材と固定部
材との間のシール構造の一部断面図である。
材との間のシール構造の一部断面図である。
【図２】本発明実施例の第２実施例の回転部材と固定部
材との間のシール構造の一部断面図である。
材との間のシール構造の一部断面図である。
【図３】図１のシール構造を蓄熱燃焼式シングルバーナ
に適用した場合の給排気切替機構部のシール構造近傍部
の断面図である。
に適用した場合の給排気切替機構部のシール構造近傍部
の断面図である。
１ シール部材 ２ 固定部材 ３ 回転体 ４ 第２の流体室（圧力が高い方の流体室） ５ 第１の流体室（圧力が低い方の流体室） ６ 間隙 ７ グリス溜め ８ グリス供給孔 ９ 溝 １０ フィン １１ 第１の接触部 １２ 第２の接触部 １３ 蓄熱燃焼式バーナ １４ 第１のシール面 １５ 第２のシール面 １７ 排気の流れに曝される部分 ４０ 給排気切替機構
Claims (11)
- 【請求項１】 内部空間を有する固定部材と、 固定部材内に回転可能に配置され前記固定部材の内部空
間を第１の流体室とそれより圧力が高い第２の流体室に
区画する回転部材と、 弾性材のリングからなり、リングの内側か外側かのいず
れか一側で、弾性材のリングのフープ力により生じる半
径方向力によって第１の接触部で前記回転部材に押し付
けられるとともに第２の接触部で前記固定部材に押し付
けられ、第１の接触部と第２の接触部が第１の流体室と
第２の流体室を遮断するシール部を構成している、シー
ル部材と、 前記回転体と前記固定部材との何れか一方の部材の、前
記シール部より前記第２の流体室側の部分に形成された
凹状のグリス溜めと、からなる回転部材と固定部材との
間のシール構造。 - 【請求項２】 前記シール部材がゴムからなる請求項１
記載の回転部材と固定部材との間のシール構造。 - 【請求項３】 前記回転部材と前記固定部材は、前記第
１の接触部と前記第２の接触部との間に間隙を形成して
おり、前記回転部材の前記シール部材と接触する第１の
シール面と、前記固定部材の前記シール部材と接触する
第２のシール面とは、前記間隙から前記シール部材側に
離れるにしたがってテーパ状に拡がっている請求項１記
載の回転部材と固定部材との間のシール構造。 - 【請求項４】 前記回転部材の回転数が１００ｒｐｍ以
下である請求項１記載の回転部材と固定部材との間のシ
ール構造。 - 【請求項５】 前記第１の流体室と前記第２の流体室の
圧力差が０を越え２０００ｍｍＨ2 Ｏ以下（０を越え１
９６００Ｐａ以下）である請求項１記載の回転部材と固
定部材との間のシール構造。 - 【請求項６】 前記シール部材が室温〜３００℃の温度
に曝される請求項１記載の回転部材と固定部材との間の
シール構造。 - 【請求項７】 前記固定部材と前記回転部材が、それぞ
れ蓄熱燃焼式バーナの給排気切替機構の固定部材、回転
部材であり、前記第２の流体室が給気が流れる室であ
り、前記第１の流体室が排気が流れる室である請求項１
記載の回転部材と固定部材との間のシール構造。 - 【請求項８】 前記回転部材は、排気の流れに曝される
部分を有し、前記回転部材の、前記第１の接触部と前記
排気の流れに曝される部分との間の部分に、前記給気が
流れる流体室に開口する溝を設けた請求項７記載の回転
部材と固定部材との間のシール構造。 - 【請求項９】 前記固定部材のうち、前記シール部材の
半径方向外側に位置する部分に、フィンを形成した請求
項７記載の回転部材と固定部材との間のシール構造。 - 【請求項１０】 第１の接触部と第２の接触部が、シー
ル部材の半径方向内側に位置する請求項１記載の回転部
材と固定部材との間のシール構造。 - 【請求項１１】 第１の接触部と第２の接触部が、シー
ル部材の半径方向外側に位置する請求項１記載の回転部
材と固定部材との間のシール構造。
Priority Applications (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9092605A JP3006537B2 (ja) | 1996-05-17 | 1997-04-10 | 回転部材と固定部材との間のシール構造 |
| DE69712980T DE69712980T2 (de) | 1996-05-17 | 1997-05-15 | Dichtungsanordnung zwischen einem drehenden und stationärem Element |
| EP97401088A EP0807774B1 (en) | 1996-05-17 | 1997-05-15 | Seal structure between a rotatable member and a stationary member |
| US08/856,579 US5957462A (en) | 1996-05-17 | 1997-05-15 | Seal structure between a rotatable member and a stationary member |
| KR1019970018842A KR100214043B1 (ko) | 1996-05-17 | 1997-05-16 | 회전부재와 고정부재 사이의 시일구조 |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8-122926 | 1996-05-17 | ||
| JP12292696 | 1996-05-17 | ||
| JP9092605A JP3006537B2 (ja) | 1996-05-17 | 1997-04-10 | 回転部材と固定部材との間のシール構造 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1038092A true JPH1038092A (ja) | 1998-02-13 |
| JP3006537B2 JP3006537B2 (ja) | 2000-02-07 |
Family
ID=26434003
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9092605A Expired - Lifetime JP3006537B2 (ja) | 1996-05-17 | 1997-04-10 | 回転部材と固定部材との間のシール構造 |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5957462A (ja) |
| EP (1) | EP0807774B1 (ja) |
| JP (1) | JP3006537B2 (ja) |
| KR (1) | KR100214043B1 (ja) |
| DE (1) | DE69712980T2 (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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